Реферат: Обжиг цинкового концентрата
По значению X находим массу элементов и соединений в смеси огарка и пыли и по этим данным составляем таблицу вещественного состава твердого продукта обжига
| Соединение | Масса (содержание) составляющих, кг (%) | Всего | ||||||||||||||||||||||||
| Zn | Сu | РЬ | Cd | Fe | S2 | Sso4 | SiO2 | СаО | Mg | O2 | Прочие | |||||||||||||||
| % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | |
| ZnO | 49,61 | 43,12 | 12,14 | 10,55 | 61,75 | 53,67 | ||||||||||||||||||||
| ZnO·Fe2 О3 | 3,91 | 3,4 | 6,68 | 5,81 | 3,83 | 3,33 | 14,42 | 12,54 | ||||||||||||||||||
| ZnS | 0,86 | 0,75 | 0,42 | 0,36 | 1,28 | 1,11 | ||||||||||||||||||||
| ZnSO4 | 2,57 | 2,23 | 1,26 | 1,1 | 2,53 | 2,2 | 6,36 | 5,53 | ||||||||||||||||||
| Cu2 О | 2,07 | 1,8 | 0,26 | 0,23 | 2,33 | 2,03 | ||||||||||||||||||||
| PbO | 0,46 | 0,4 | 0,03 | 0,03 | 0,49 | 0,43 | ||||||||||||||||||||
| PbSO4 | 0,46 | 0,4 | 0,07 | 0,06 | 0,14 | 0,12 | 0,67 | 0,58 | ||||||||||||||||||
| CdO | 0,35 | 0,3 | 0,05 | 0,04 | 0,4 | 0,34 | ||||||||||||||||||||
| Fe2 O3 | 2,86 | 2,49 | 1,23 | 1,07 | 4,09 | 3,56 | ||||||||||||||||||||
| SiO2 | 1,73 | 1,5 | 1,73 | 1,5 | ||||||||||||||||||||||
| CaSO4 | 0,59 | 0,51 | 1,03 | 0,9 | 0,89 | 0,77 | 2,51 | 2,18 | ||||||||||||||||||
| MgSO4 | 0,46 | 0,4 | 0,58 | 0,5 | 0,69 | 0,6 | 1,73 | 1,5 | ||||||||||||||||||
| Прочие | 2,24 | 1,95 | 2,24 | 1,95 | ||||||||||||||||||||||
| Всего | 56,95 | 48,55 | 2,07 | 1,8 | 0,92 | 0,8 | 0,35 | 0,3 | 9,54 | 8,3 | 0,42 | 0,36 | 2,38 | 2,07 | 1,73 | 1,5 | 1,03 | 0,9 | 0.58 | 0,5 | 21,79 | 18,94 | 2,24 | 1,95 | 100 | 86,92 |
Масса и вещественный состав смеси огарка и пыли
Расчет количества дутья, количества и состава отходящих газов.
Масса серы, переходящей в газовую фазу равна 33,02 - (0,36 + 2,07) = 30,27 кг.
Принимаем, что сера в газах находится целиком в виде SO2 , тогда масса O2 потребного на образование этого соединения равна (33,02· 30,27)/32,07= 30,21 кг.
На образование оксидов и сульфатов твердого продукта обжига потребуется еще
18,94 - 0,49 = 18,43 кг кислорода.
Всего на обжиг 100 кг сухого концентрата потребуется 30,21 + 18,43 = 48,64 кг кислорода.
На практике обжиг сульфидных цинковых концентратов в печах кипящего слоя ведут как на воздушном дутье (21 % кислорода по объему), так и на дутье, обогащенном кислородом, с содержанием кислорода в дутье до 35 % по объему.
Содержание кислорода в дутье обычно задают по объему, тогда содержание кислорода по массе [О2 ]масс в процентах можно рассчитать по формуле [О2 ]масс = 800·[О2 ]об /(700 + [О2 ]об ),
где [О2 ]об – содержание кислорода в дутье по объему, %.
Примем содержание кислорода в дутье 28 % по объему, тогда содержанке кислорода в дутье по массе составит (800·28)/(700 + 28) = 30,77%.
Теоретическое количество дутья равено 48,64/(30,77·10-2 ) = 158,08 кг.
Коэффициент расхода дутья при обжиге цинковых концентратов в печах кипящего слоя от теоретического a = 1,1 - 1,4.
Примем a = 1,25, тогда практическое количество дутья
158,08·1,25 = 197,60 кг, где 197,60·30,77·10-2 = 60,80 кг
или (60,80·22,4)/32,0 = 42,56 м3 O2 .
Масса азота в дутье равна 197,60 - 60,80 = 136,80 кг или (136,80·22,4)/28,0 = 109,44 м3 .
Масса избыточного кислорода в дутье, который перейдет в отходящие газы равна,
60,80 - 48,64 = 12,16 кг или (12,16-22,4)/32,0 = 8,51м3 .
Масса SО2 в газах (30,27·64,07)/33,02 = 60,48 кг или (60,48·22,4)/64,06 = 21,15 м3 .
Масса СО2 в газах 1,16 кг или (1,26·22,4)/44,01 = 0,64 м3 .
Для расчета массы и объема паров воды в газах примем влажность концентрата равной 7 % (на практике при загрузке шихты в печь кипящего слоя в сухом виде она составляет 6-10 %).
На 100 кг сухого концентрата поступит
(100·7)/(100 - 7) = 7,53 кг или (7,53·22,4)/18,02 = 9,37 м3 воды.
На основании выполненных расчетов составляем таблицу
Количество и состав отходящих газов
| Газ | Масса, кг | Массовое содержание, % | Объем, м3 | Объемное содержание, % |
| N2 | 136,80 | 62,69 | 109,44 | 73,40 |
| О2 | 12,16 | 5,57 | 8,51 | 5,71 |
| SO2 | 60,48 | 27,71 | 21,15 | 14,18 |
| H2 O | 7,53 | 3,45 | 9,37 | 6,28 |
| CO2 | 1,26 | 0,58 | 0,64 | 0,43 |
| Всего | 218,23 | 100,00 | 149,11 | 100,00 |
Для проверки правильности выполненных расчетов и удобства пользования ими сводим результаты расчетов в таблицу материального баланса
Материальный баланс обжига цинкового концентрата в печи кипящего слоя
Материалы и продукты | Всего | Zn | Сu | РЬ | Cd | Fe | S | SiO2 | СаО | MgO | СО2 | Н2 О | О2 | N2 | Прочие | |||||||||||||||
| % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | |
Поступило | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Влажный Zn кон-т | 99 | 107,5 | 46,0 | 49,5 | 1,6 | 1,8 | 0,7 | 0,8 | 0,3 | 0,3 | 7,7 | 8,3 | 30,41 | 32,7 | 1,39 | 1,5 | 0,84 | 0,9 | 0,46 | 0,5 | 1,17 | 1,26 | 7 | 7,53 | 0,46 | 0,49 | 1,81 | 1,95 | ||
| Дутье | 100 | 197,6 | 30,77 | 60,8 | 69,23 | 136,8 | ||||||||||||||||||||||||
| Всего | 305,1 | 49,5 | 1,8 | 0,8 | 0,3 | 8,3 | 32,7 | 1,5 | 0,9 | 0,5 | 1,26 | 7,53 | 61,29 | 136,8 | 1,95 | |||||||||||||||
Получено | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Огарок ипыль | 100 | 86,9 | 56,9 | 49,5 | 2,1 | 1,8 | 0,9 | 0,8 | 0,3 | 0,3 | 9,5 | 8,3 | 2,8 | 2,43 | 1,73 | 1,5 | 1,03 | 0,9 | 0,58 | 0,5 | 21,79 | 18,94 | 2,24 | 1,95 | ||||||
| Газы | 100 | 218,2 | 13,87 | 30,3 | 0,58 | 1,26 | 3,45 | 7,53 | 19,41 | 42,37 | 62,69 | 136,8 | ||||||||||||||||||
| Всего | 305,1 | 49,5 | 1,8 | 0,8 | 0,3 | 8,3 | 32,7 | 1,5 | 0,9 | 0,5 | 1,26 | 7,53 | 61,31 | 136,8 | 1,95 | |||||||||||||||
| Невязка баланса | ||||||||||||||||||||||||||||||
Тепловой баланс обжига цинкового концентрата.
Расчет прихода тепла.
При расчете физического тепла концентрата и воздуха примем их температуры соответственно 15 и 25°С. Расчет ведется на 107,53 кг. влажного концентрата. Объем воздуха равен 158,08 м3 .
Определяем физическое тепло концентрата по формуле 
где c1 -теплоемкость концентрата=0,75 кДж/кг .град
кДж